Baumer工业相机

Baumer工业相机堡盟相机是一种高性能、高质量的工业相机，可用于各种应用场景，如物体检测、计数和识别、运动分析和图像处理。

Baumer的万兆网相机拥有出色的图像处理性能，可以实时传输高分辨率图像。此外，该相机还具有快速数据传输、低功耗、易于集成以及高度可扩展性等特点。

Baumer工业相机的BGAPI SDK给新型偏振相机提供了测量所获图像的强度和偏振的能力。因此，它能够在应用程序中利用偏振信息。本应用说明描述了如何同时获得偏振相机4个角度图像数据并进行转换和显示的功能。

Baumer工业相机的偏振功能的详细介绍应用可以参考下面的技术博客，本文介绍如何同时获取4个角度偏振数据的功能：
Baumer工业相机堡盟相机如何使用偏振功能（偏振相机优点和行业应用）（C++）

已经如何使用ADOLP的偏振图像数据进行显示的技术博客：

Baumer工业相机堡盟工业相机如何通过BGAPISDK转换和显示偏振相机的图像（C#）

Baumer工业相机偏振相机的技术背景

工业相机中的偏振相机是基于偏振光原理实现的。偏振光是指在光的传播过程中，光的振动方向只在一个特定平面内振荡的光，与之相对的光称为自然光。偏振相机通过使用偏振片或偏振镜来控制光线的振动方向，使得只有具有特定偏振方向的光线经过相机镜头，从而达到特定的筛选或测量功能。

偏振相机在工业品质检测、医学诊断、材料分析等领域有着广泛的应用。例如，在工业品质检测中，偏振相机可以检测材料的应力分布、表面缺陷等信息，从而确定产品的质量；在医学诊断中，偏振相机可以用于检测组织和染色质等生物样本的材料学特征；在材料分析中，偏振相机可以用于检测材料中的畸变和裂缝等缺陷。

总的来说，偏振相机在工业自动化和科学研究等领域中具有重要的应用价值，可以实现快速、准确、高效的检测和分析。
Baumer工业相机中的偏振相机是基于索尼IMC250MZR传感器的。该传感器涂有一层金属网，可以过滤4个相邻像素的偏振信息。偏振角度被过滤以0°、45°、90°、135°的方式排列。

这里主要描述如何在C#的平台下通过BGAPI SDK同时获取偏振相机四个偏振角度图像的核心代码

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代码案例分享

本文介绍使用BGAPI SDK对Baumer的工业相机进行开发时，获取偏振相机四个偏振角度图像并进行显示功能

如下为核心代码实现步骤：

1：引用合适的类文件

C#环境下核心代码如下所示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.IO;
using CSCameraDemo.Properties;
using System.Globalization;
using WindowsFormsApplication1;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
using System.Drawing.Imaging;

using BGAPI2;

2：回调函数里通过BGAPI SDK获取偏振相机四个偏振角度的图像

下面为在在C#环境开启相机连接相机后通过BGAPISDK获取偏振相机四个偏振角度的图像的核心代码。

如下所示：

SystemList 
Open a System 
Get the InterfaceList and fill it Open an Interface 
Get the DeviceList and fill it 
Open a Device

void mDataStream_NewBufferEvent(object sender, BGAPI2.Events.NewBufferEventArgs mDSEvent)
{
    
    
    try
    {
    
    
        BGAPI2.Buffer mBufferFilled = null;              
        mBufferFilled = mDSEvent.BufferObj;
        if (mBufferFilled == null)
        {
    
    
            MessageBox.Show("Error: Buffer Timeout after 1000 ms!");
        }
        else if (mBufferFilled.IsIncomplete == true)
        {
    
    
            //MessageBox.Show("Error: Image is incomplete!");
            //queue buffer again
            mBufferFilled.QueueBuffer();
        }
        else
        {
    
    
            #region//获取当前FrameID
            FrameIDInt = (int)mBufferFilled.FrameID;
            OnNotifySetFrameID(FrameIDInt.ToString());
            #endregion
            
			uint width = (uint)(mBufferFilled.Width);
            uint height = (uint)(mBufferFilled.Height);
            IntPtr pBufferData = mBufferFilled.MemPtr;
            ulong bufferDataSize = mBufferFilled.MemSize;
            ulong imageOffset = mBufferFilled.ImageOffset;
            ulong imageDataSize = (bufferDataSize > imageOffset) ? (bufferDataSize - imageOffset) : 0;
            IntPtr pImageData = (IntPtr)((ulong)(pBufferData) + imageOffset);
            string sComponent = "POL90";
            string sPixelFormatRaw = "BaumerPolarized8";

			#region//获取四个角度的偏振角度图像原始数据
            SortedSet<string> sComponents = new SortedSet<string> {
    
     "POL0", "POL45", "POL90", "POL135" };
            if (imagePolarized == null)
            {
    
    
                imagePolarized = pImgProcessor.CreateImage(width, height, sPixelFormatRaw, pImageData, imageDataSize);
                SortedSet<string> sEnableComponents = new SortedSet<string>(sComponents);                      
                EnableComponents(imagePolarized, sEnableComponents);
            }
            else
            {
    
    
                imagePolarized.Init(width, height, sPixelFormatRaw, pImageData, imageDataSize);                        
            } 
			#endregion
			
			#region//形成包含四组偏振角度信息的图像
            BGAPI2.Image multiPartImage = pImgProcessor.CreateTransformedImage(imagePolarized, "Mono8");
            #endregion
            
            BGAPI2.Node componentSelector = multiPartImage.NodeList["ComponentSelector"];
            BGAPI2.Node componentEnable = multiPartImage.NodeList["ComponentEnable"];
            BGAPI2.Node componentOffset = multiPartImage.NodeList["ComponentOffset"];
            BGAPI2.Node componentLength = multiPartImage.NodeList["ComponentLength"];
            IntPtr pImageBuffer = multiPartImage.Buffer;
            BGAPI2.Image component = null;

            System.Drawing.Bitmap bitmap1;
            System.Drawing.Bitmap bitmap2;
            System.Drawing.Bitmap bitmap3;
            System.Drawing.Bitmap bitmap4;

			#region//从原始图像中分出四个偏振角度的图像
			int CountIndex = 0;
            foreach (string sComponentCur in sComponents)
            {
    
    
                componentSelector.Value = sComponentCur;
                if (componentEnable.Value == true)
                {
    
    
                    CountIndex = CountIndex + 1;
                    ulong partLength = (ulong)componentLength.Value;

                    if (partLength > 0)
                    {
    
    
                        // Part present - direct access to a single part
                        ulong partOffset = (ulong)componentOffset.Value;

                        System.Drawing.Bitmap bitmap = new System.Drawing.Bitmap((int)width, (int)height, (int)width,
                System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed, (IntPtr)((ulong)(pImageBuffer) + partOffset));

                        #region//Mono图像数据转换。彩色图像数据转换于此不同
                        System.Drawing.Imaging.ColorPalette palette = bitmap.Palette;
                        int nColors = 256;
                        for (int ix = 0; ix < nColors; ix++)
                        {
    
    
                            uint Alpha = 0xFF;
                            uint Intensity = (uint)(ix * 0xFF / (nColors - 1));
                            palette.Entries[ix] = System.Drawing.Color.FromArgb((int)Alpha, (int)Intensity, (int)Intensity, (int)Intensity);
                        }
                        bitmap.Palette = palette;
                        #endregion

                        if (CountIndex == 1)
                        {
    
    
                           bitmap1 = bitmap;
                        }
                        if (CountIndex == 2)
                        {
    
    
                            bitmap2 = bitmap;
                        }
                        if (CountIndex == 3)
                        {
    
    
                            bitmap3 = bitmap;
                        }
                        if (CountIndex == 4)
                        {
    
    
                            bitmap4 = bitmap;
                        }
                        
                    }


                           
                }
            }
			#endregion

            //将相机内部图像内存数据转为bitmap数据
            System.Drawing.Bitmap bitmap  = new System.Drawing.Bitmap((int)mBufferFilled.Width, (int)mBufferFilled.Height, (int)mBufferFilled.Width,
                System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed, (IntPtr)((ulong)mBufferFilled.MemPtr + mBufferFilled.ImageOffset));
                   

            #region//Mono图像数据转换。彩色图像数据转换于此不同
            System.Drawing.Imaging.ColorPalette palette = bitmap.Palette;
            int nColors = 256;
            for (int ix = 0; ix < nColors; ix++)
            {
    
    
                uint Alpha = 0xFF;
                uint Intensity = (uint)(ix * 0xFF / (nColors - 1));
                palette.Entries[ix] = System.Drawing.Color.FromArgb((int)Alpha, (int)Intensity, (int)Intensity, (int)Intensity);
            }
            bitmap.Palette = palette;
            #endregion

            long currenttime = (long)mBufferFilled.Timestamp;                   
            DateTime sdasd = GetTime(currenttime, true);

            #region//回调函数保存图像功能
            if (bSaveImg)
            {
    
    
                //使用bitmap自带函数保存
                string strtime = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddhhmmssfff");
                string saveimagepath = pImgFileDir  +"\\"+ strtime + ".jpg";
                bitmap.Save(saveimagepath, System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Bmp);                
                bSaveImg = false;//变量控制单次保存图像
            }
            #endregion

           

            #region//bitmap的图像数据复制pBitmap
            Bitmap clonebitmap = (Bitmap)bitmap.Clone();
            BitmapData data = clonebitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, clonebitmap.Width, clonebitmap.Height), ImageLockMode.ReadOnly, clonebitmap.PixelFormat);
            clonebitmap.UnlockBits(data);
            pBitmap = clonebitmap;
            #endregion

            #region//将pBitmap图像数据显示在UI界面PictureBox控件上
            prcSource.X = 0;prcSource.Y = 0;
            prcSource.Width = (int)mBufferFilled.Width;prcSource.Height = (int)mBufferFilled.Height;
            System.Drawing.Graphics graph = System.Drawing.Graphics.FromHwnd(pictureBoxA.Handle);
            graph.DrawImage(pBitmap, prcPBox, prcSource, GraphicsUnit.Pixel);
            #endregion

            clonebitmap.Dispose(); //清除临时变量clonebitmap所占内存空间
            mBufferFilled.QueueBuffer();

        }
    }
    catch (BGAPI2.Exceptions.IException ex)
    {
    
    
        {
    
    
            string str2;
            str2 = string.Format("ExceptionType:{0}! ErrorDescription:{1} in function:{2}", ex.GetType(), ex.GetErrorDescription(), ex.GetFunctionName());
            MessageBox.Show(str2);
        }
    }
    return;
}


//------------------------------------------------------------------------------
/* Setup the Baumer GAPI to calculate the requested polarization component from the raw
    polarized image */
static ulong EnableComponents(BGAPI2.Image image, SortedSet<string> sComponents)
{
    
    
    BGAPI2.Node componentSelector = image.NodeList["ComponentSelector"];
    BGAPI2.Node componentEnable = image.NodeList["ComponentEnable"];
    BGAPI2.NodeMap components = componentSelector.EnumNodeList;
    ulong componentsAvailable = components.Count;

    ulong componentsEnabled = 0;
    for (ulong i = 0; i < componentsAvailable; i++)
    {
    
    
        componentSelector.Value = i;
        bool bState = componentEnable.Value;
        if (sComponents.Contains(componentSelector.Value) != true)
        {
    
    
            componentEnable.Value = false;
        }
        else
        {
    
    
            componentEnable.Value = true;
            componentsEnabled++;
        }
    }
    return componentsEnabled;
}

3：使用BGAPI SDK同时获取偏振相机四个角度的图像的功能

下面为在在C#环境开启相机连接相机后通过BGAPI SDK同时获取偏振相机四个角度的图像转换并显示的核心代码。

如下所示：

#region//获取四个角度的偏振角度图像原始数据
SortedSet<string> sComponents = new SortedSet<string> {
    
     "POL0", "POL45", "POL90", "POL135" };
if (imagePolarized == null)
{
    
    
    imagePolarized = pImgProcessor.CreateImage(width, height, sPixelFormatRaw, pImageData, imageDataSize);
    SortedSet<string> sEnableComponents = new SortedSet<string>(sComponents);
    EnableComponents(imagePolarized, sEnableComponents);
}
else
{
    
    
    imagePolarized.Init(width, height, sPixelFormatRaw, pImageData, imageDataSize);
}
#endregion

#region//形成包含四组偏振角度信息的图像
BGAPI2.Image multiPartImage = pImgProcessor.CreateTransformedImage(imagePolarized, "Mono8");
#endregion

BGAPI2.Node componentSelector = multiPartImage.NodeList["ComponentSelector"];
BGAPI2.Node componentEnable = multiPartImage.NodeList["ComponentEnable"];
BGAPI2.Node componentOffset = multiPartImage.NodeList["ComponentOffset"];
BGAPI2.Node componentLength = multiPartImage.NodeList["ComponentLength"];
IntPtr pImageBuffer = multiPartImage.Buffer;
BGAPI2.Image component = null;

System.Drawing.Bitmap bitmap1;
System.Drawing.Bitmap bitmap2;
System.Drawing.Bitmap bitmap3;
System.Drawing.Bitmap bitmap4;

#region//从原始图像中分出四个偏振角度的图像
int CountIndex = 0;
foreach (string sComponentCur in sComponents)
{
    
    
    componentSelector.Value = sComponentCur;
    if (componentEnable.Value == true)
    {
    
    
        CountIndex = CountIndex + 1;
        ulong partLength = (ulong)componentLength.Value;

        if (partLength > 0)
        {
    
    
            // Part present - direct access to a single part
            ulong partOffset = (ulong)componentOffset.Value;

            System.Drawing.Bitmap bitmap = new System.Drawing.Bitmap((int)width, (int)height, (int)width,
    System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed, (IntPtr)((ulong)(pImageBuffer) + partOffset));

            #region//Mono图像数据转换。彩色图像数据转换于此不同
            System.Drawing.Imaging.ColorPalette palette = bitmap.Palette;
            int nColors = 256;
            for (int ix = 0; ix < nColors; ix++)
            {
    
    
                uint Alpha = 0xFF;
                uint Intensity = (uint)(ix * 0xFF / (nColors - 1));
                palette.Entries[ix] = System.Drawing.Color.FromArgb((int)Alpha, (int)Intensity, (int)Intensity, (int)Intensity);
            }
            bitmap.Palette = palette;
            #endregion

            if (CountIndex == 1)
            {
    
    
                bitmap1 = bitmap;
            }
            if (CountIndex == 2)
            {
    
    
                bitmap2 = bitmap;
            }
            if (CountIndex == 3)
            {
    
    
                bitmap3 = bitmap;
            }
            if (CountIndex == 4)
            {
    
    
                bitmap4 = bitmap;
            }

        }



    }
}
#endregion

Baumer工业偏振相机获取多角度偏振图像的优点

1、它们使用偏振滤光片来捕捉在单一方向上振动的光波，减少眩光和闪亮表面的反射。这导致了更清晰和更精确的图像，使其更容易识别高反射表面的缺陷或异常情况。

2、偏光相机还提供更好的对比度和颜色精度，允许精确的颜色测量和分析。

3、偏光相机可以在恶劣的环境条件下使用，并能捕捉到普通相机难以看到的物体的图像。

Baumer工业偏振相机获取多角度偏振图像的行业应用

偏光工业相机通常用于各种工业应用，如质量控制、缺陷检查、材料分析和表面检查。
它们有助于消除眩光和反射，提高玻璃、塑料、金属等各种材料的图像对比度和准确性。
偏光工业相机在检测隐藏的缺陷或污染物、识别材料中的应力点和检查隐藏结构方面也很有用。它们通常用于汽车、航空航天、电子和制造业等行业。

检查和质量控制：工业偏振照相机可用于获取产品和材料的多角度偏振图像，以便进行详细的检查和质量控制。这在食品和饮料、制药和电子制造等行业特别有用。
材料分析：工业偏振照相机可用于分析材料的偏振特性，如塑料、织物和金属。这在取证、产品开发和研究与发展中很有用。
表面检查：通过分析光从表面反射的偏振，工业偏振照相机可以用来检测缺陷、划痕和其他瑕疵。这在汽车制造、航空航天和电子等行业都很有用。
机器视觉：工业偏振照相机可以被集成到机器视觉系统中，允许实时分析和处理多角度的偏振图像。这在自动检测和质量控制过程中很有用。

总的来说，工业偏振照相机为获取详细和复杂的图像提供了强有力的工具，可用于改善各行业的生产过程、产品质量和材料分析。